木工机械课程设计

华南农业大学 林学院 木材加工装备学课程设计 同时闭合装置 姓名 XX 学号 2X25 班级 XX 指导老师 XXX 2 目录 封面 1 目录 2 一 概述 3 二 设计资料 4 三 设计计算 5 1 构件主要尺寸的确定 5 2 摆杆 拉杆 推杆的强度计算 6 3 杆 销轴的选材和截面尺寸 8 4 缓冲油缸的设计 10 四 主要参考资料 11 五 设计体会 11 六 附图 12 3 一 概述 本热压机是为了避免各层中的制品的密度 厚度不能 均匀一致而采用的杠杆式同时闭合装置的多层压机 它主 要具有如下主要特点 1 所有热压板闭合和开启的相对速度降低 并且各层 之间的相对速度完全一样 但同时又能保证所要求的较短的 闭合或开启时间 2 杠杆式同时闭合装置安装在压机的四角 呈对称分 布 机构中有一套补偿装置 能保证有一定的伸缩性 保 护机构不会产生附加压力的作用 防止因过载而损坏 3 所有热压板的制品受到相同的加压加热条件 也就 是各热压板与制品同时接触同时脱离 这就避免了下层制 品的胶质过早而造成各层中的制品质量不均匀一致 4 同时闭合机构对于各层压板都有一个向上的拉力 可以平衡压板的重量 从而消除了上层热压板和板坯重量 对下层制品质量的不良影响 提高了制品的质量 5 它具有占用空间小 耗材少 结构简单 易加工 成本低等优点 有利于管理和维修 4 二 设计资料 名 称数 据备 注 1 压机层数6 层 2 热压板尺寸 mm 2700 1420 120 3 热压板之间的间隔 mm 300 4 热压后板子的幅面尺寸 mm 2500 1280 30 5 产品密度 800kg m3 6 偏距198mm 7 全开启时 张开角45 8 全闭合时 闭合角86 9 摆杆支点距上垫压板表面 距离380mm 10 推杆支点距上垫压板表面 距离270mm 5 假设板坯厚度为制品厚度的 2 倍 三 设计计算 1 摆杆 拉杆 推杆主要尺寸的确定 1 根据全启和全闭合状态作如下计算 图一 OA 198mm 45 86 依题意得出 OC1 380 300 120 2 740 mm 又 tan 1 OA OC1 AC1 1982 7402 766mm 1 tan 1 198 740 2 2 1 1 15 0 同理 380 120 2 440mm tan 1 1 1 A 1982 4402 483 0 1 2 2 1 1 24 6 404mm 1 2 1 2 1 2 1cos 1 1 cos 1 L1 464mm 2 1 2 1 2 1R1cos 1 I OCi mm ACi mm mm 1 mm 1 mm mm 1 74076615 044048324 0404464 2 117812269 357060319 1652998 3 163416696 969772515 8957 81314 4 208121135 482484713 512601630 5 152825594 495197111 815611946 63158135819012258 其中推杆的计算 AC OC5 270 300 120 2 2528 270 300 60 3158 mm AC AC 300 6 3158 1800 1358 mm 再由式 R2 AC2 2R ACcos45 L2 与 R2 AC 2 2R AC cos86 L2 得 R 1901mm L 2258mm 2 摆杆 拉杆 推杆的强度计算 热压板的重量为 热压板的重量为 m板 2 700 1 420 0 120 7 8 103 3588 kg 板坯的重量为 m坯 2 5 1 28 0 030 0 8 103 77kg 热压板的总重为 7 m m板 2m坯 3742 kg 每杆所受的垂直分力为 3742 9 8 4 9168N 4 gm0 当装置全开启时 第一层对各杆的受力分析如图 图二 由余弦定理得 cos 1 766 2 464 2 404 2 2 766 464 2 1 R2 1 2L1AC12 1 L 0 898 由此可得 1 26 1 1 1 41 8 由图可知 F1s 12148N 1 cos G F1r F1scos 180 1 F1scos 1 848N F1t F1s sin 180 1 F1ssin 1 12118N F1n G tan 1 21 47 式中正负号表示方向不同 依以上方法 将有关数据统计如下 i i i Fis N Fir N Fit N Fin N 126 041 09168 8481211821 47 231 241 410186 6521274628 26 334 641 811256 4381303431 21 436 842 213642 3071402532 81 537 442 614984 1981409833 79 37 8 摆杆的受力情况 在图二中 取对 A 点的力矩 按平衡条件 0 则得 支点 B 处的摆杆的垂直推力 FCt n 1i i M FCt 53862N R RF n i iit 1 1 R RF n i iiit 1 1 sin 轴承 A 处的力 FA 32198N R RRF n i ii 1 1 t 摆杆中的轴向力 Fr 2526N 1 n 1i ir F 因此可得动梁对推杆的主动推力 FC FC 36234N tancos sin tancos sin 1 1 i R RF n i ii 9 Mmax N m 3 3 3 14367 32 3 杆 销轴的选材和截面尺寸 1 根据实际情况 拉杆 摆杆 推杆 A3 钢 销轴选用 45 钢 有关参数为 A3 钢 s 235Mpa b 272 392 Mpa 196 Mpa 392 2 销轴选用 45 钢 有关参数为 45 钢 b 600 Mpa 0 6 0 6 0 6 180 Mpa 600 2 2 确定尺寸 由上表查得拉杆所受的最大拉力为 Fismax 14984N 且 4 2 d1 38 7mm 4 考虑安全及制造造价等因素 确定拉杆直径为 d 40mm 摆杆设计成长方形面用销钉定位 确定杆宽为 b 50mm 最大弯矩 Mmax 13328 N m 又 max A F n i i 1 1 r 即 6 h 为高 bh 1 1 r n i i F 2 由上式可得 h 88mm 10 考虑设置开槽和销孔 选取 h 为 100mm 销轴直径剪切校核 由 4 2 分别用拉杆和推杆的最大拉力代入 Fismax得 d拉 14 3mm d推 20 3mm 考虑耐用性及稳定性 选取销轴直径为 d拉 20mm d推 40mm 销轴长度为 L销 100mm 推杆直径 同理可选择推杆的直径为 d推 50 4 缓冲油缸的设计 行程计算 通过分析 当第一层热压板没有装板坯时 拉杆受压 而压缩量最大的是第 1 号杆 当最后一层末装板坯时 几乎所有拉杆受拉 第五层相应的拉杆的拉伸 量最大 算出最大拉伸量和最大压缩量之和 即可得油缸的最大行程 S 当第一层未装板坯时 OC 1 127 2 380 443 5 mm OC 5 443 5 127 4 72 4 1239 5 1239 5 72 270 127 2 1645 cos 0 21642 2 2 2 2 77 5 因第一层末装坯料 1 1 24 0 AC1 AC1 485 7 mm L1 647 1mm 2 1 2 1 2 1 1 1 11 L1 L1 L1 647 1 682 4 35 3mm 同理可求得最后一层末装坯料时 第五层相应的拉杆的拉伸量为 31 9mm 最上层未加坯料最下层未加坯料时 i OC mm L mm OC mm L mm 1 2 3 4 5 443 5 642 5 841 5 1040 5 1239 5 24 1 17 1 13 2 10 8 9 1 35 3 24 7 15 6 8 8 2 5 515 55 714 5 913 5 1112 5 1311 5 21 0 15 5 12 2 10 1 8 6 8 4 15 1 21 1 26 5 31 9 因此活塞的最大行程为 S 67 2 mm 查机械手册选取 S 80mm 因此 补偿装置的缸体内径为 100mm 外径为 127mm 四 主要参考资料 1 机械零件设计手册 2 机械制图国家标准 3 机械设计手册 4 液压传动与气压传动 5 材料力学 6 木工机械 7 人造扳多层压机 五 设计体会 1 自己亲自动手去设计一件机械 虽然只是在纸上 但都是那么的激动人心 12 2 本设计